包括能量储存单元的系统和这种系统中的方法

技术领域

本发明涉及一种包括诸如电容器等能量储存单元的系统及这种系统中的方法。

背景技术

电能储存单元的电气参数(比如等效串联电阻(ESR)和容量(例如，能量额定值))从电能储存单元的寿命开始到电能储存单元的寿命结束可能会发生很大的变化。电能储存单元可以例如包括一个或多个电池或超电容器或由其构成。

在可能使用大量电能储存单元的应用中，例如，在电力传输、配电和发电的应用中，获得电能储存单元寿命或健康状态(SOH)的指示对了解电能储存单元何时由于老化而需要更换以及同时了解需要更换哪些电能储存单元很有用。

电能储存单元的SOH通常可以通过离线测量电能储存单元的ESR和容量或基于使用电能储存单元历史数据(例如，关于电能储存单元的电压、温度等历史数据)的电能储存单元老化(或寿命)模型来进行估计。离线测量是在包括电能储存单元的设备、系统等断电期间进行的。如果存在大量电能储存单元，则离线测量可能需要大量时间，在此期间，包括电能储存单元的设备、系统等都是离线的。基于电能储存单元的老化或寿命模型对电能储存单元的SOH进行估计的准确性可能在很大程度上取决于所使用模型的准确性。可能还需要相对耗时的计算和相对较大的数据存储。这些电能储存单元SOH估计方式中的任一种在大规模电能储存应用中的效率可能不是很高，因为大规模电能储存应用可能需要对非常大量的电能储存单元的SOH进行估计。

发明内容

鉴于前述内容，本发明的关注点在于提供允许或有助于相对容易地提供多个能量储存单元中哪些能量储存单元由于老化而需要维护或更换的指示的手段。

为了解决这一问题和其他问题中的至少一个，提供了一种根据独立权利要求所述的系统及系统中的方法。从属权利要求限定了优选实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种系统。所述系统可以包括多个能量储存单元。每个能量储存单元可以能够选择性地以供应给所述能量储存单元的电能进行充电，并对储存在所述能量储存单元中的电能进行放电。每个能量储存单元可以与阈值电压电平相关联。所述系统可以包括至少一个感测单元，所述至少一个感测单元可以被配置为(例如，至少)感测所述能量储存单元中的每一个能量储存单元的电压。所述系统可以包括至少一个电压平衡单元。每个电压平衡单元可以与所述能量储存单元中的至少一个相关联。所述至少一个电压平衡单元可以连接到所述能量储存单元。所述至少一个电压平衡单元当被激活时可以被配置为在与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过所述阈值电压电平的条件下降低所述能量储存单元中电压超过所述阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使其等于或小于所述阈值电压电平。所述系统可以包括至少一个控制和/或处理单元。所述至少一个控制和/或处理单元可以被配置为在所述至少一个电压平衡单元被激活并且与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过所述阈值电压电平时则监测所述至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的时间量。

根据本发明的第二方面，提供了一种系统中的方法。所述系统可以包括多个能量储存单元。每个能量储存单元可以能够选择性地以供应给所述能量储存单元的电能进行充电，并对储存在所述能量储存单元中的电能进行放电。每个能量储存单元可以与阈值电压电平相关联。所述系统可以包括至少一个电压平衡单元。每个电压平衡单元可以与所述能量储存单元中的至少一个能量储存单元相关联。所述至少一个电压平衡单元可以连接到所述能量储存单元。所述至少一个电压平衡单元当被激活时可以被配置为在与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述能量储存单元中的至少一个的电压超过所述阈值电压电平的条件下降低所述能量储存单元中电压超过所述阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使该电压等于或小于所述阈值电压电平。

根据本发明的第二方面的方法可以包括在所述至少一个电压平衡单元被激活并且与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过所述阈值电压电平时监测所述至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的时间量。

对于每一个或任一个电压平衡单元，可以至少基于所述电压平衡单元已被激活的时间量来提供(例如，生成)与所述电压平衡单元相关联的所述能量储存单元中的所述至少一个能量储存单元需要维护或更换的指示(例如，信号)。例如，所述至少一个控制和/或处理单元可以被配置为对于每一个或任一个电压平衡单元确定所述电压平衡单元已被激活期间的时间量超过阈值时间量，并至少基于所述确定来提供所述指示。根据另一个示例，所述至少一个控制和/或处理单元可以替代性地或另外地被配置为对于每一个或任一个电压平衡单元将所述电压平衡单元已被激活期间的时间量与其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量进行比较，并至少基于所述比较来提供所述指示。因此，对于电压平衡单元，可以基于所述电压平衡单元与(多个)其他电压平衡单元的相对操作或激活时间的比较来为提供所述指示。这种比较可以重复(例如，连续)执行。

根据另一个示例，所述至少一个控制和/或处理单元可以替代性地或另外地被配置为对于每一个或任一个电压平衡单元确定所述电压平衡单元已被激活期间的时间量与其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量之间的差，并确定所述差是否超过阈值差。所述指示可以基于确定所述差是否超过所述阈值差来提供。因此，对于电压平衡单元，可以基于所述电压平衡单元已被激活的时间量与所述其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量之间的任何漂移来提供所述指示。阈值差可以例如被定义为其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量的倍数。例如，阈值差可以是其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量的两倍、或三倍或更多。例如，如果确定电压平衡单元已被激活的时间量等于或大于其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量的X倍(其中X>1，比如是2或3)，则可以提供与电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个能量储存单元需要维护或更换的指示。可以重复(例如，连续)执行(对于每一个或任一个电压平衡单元)确定电压平衡单元已被激活的时间量与其他电压平衡单元中的至少一个已被激活的时间量之间的差、确定所述差是否超过阈值差、以及基于确定所述差是否超过阈值差来提供指示的操作。

因此，通过监测至少一个电压平衡单元的使用情况，本发明的实施例可以促进或允许相对容易地提供系统中哪个(哪些)能量储存单元由于老化而需要维护或更换的指示。

至少一个控制和/或处理单元可以被配置为例如通过对至少一个电压平衡单元被激活或已被激活的时间量进行积分或求和来监测所述至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的时间量。至少一个电压平衡单元被激活或已被激活的时间可以被称为由于与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的过电压导致的接通时间。所述至少一个电压平衡单元的接通时间可以被视为与电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个相对于其他能量储存单元的SOH的指示。

通过根据本发明的上述第一方面和第二方面监测至少一个电压平衡单元的使用情况，可以提供系统中哪个(哪些)能量储存单元需要维护或更换的指示以及可能的能量储存单元健康状态的指示，而不需要或较少需要(离线)测量能量储存单元的ESR和容量(例如，电容)，并且不需要或较少需要对能量储存单元的老化或寿命模型进行复杂建模。

对于具有大量能量储存单元的系统，能够获得系统中哪个(哪些)能量储存单元需要维护或更换的指示以及可能的能量储存单元SOH的指示是有用的，以便降低维护成本、维持系统能量额定值并确保系统的安全操作。

阈值时间量可以例如是通过用于调查能量储存单元老化情况(例如，系统中使用的能量储存单元的(多个)类型)的实验和/或模拟已经确立的固定时间段(例如，固定小时数)。然而，阈值时间量可以不是固定的(例如，可以不是固定时间段)。根据另一个示例，阈值时间量可以是电压平衡单元已被激活(例如，已被监测)的最长时间段与电压平衡单元已被激活(例如，已被监测)的最短时间段之间的相对差。在系统中可以提供若干电压平衡单元，其中一个电压平衡单元可以与能量储存单元中的一个或多个相关联。

至少一个控制和/或处理单元可以被配置为对于每个电压平衡单元确定至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的随时间变化的时间曲线(或函数)，并基于所述曲线在曲线上某点处的斜率和所述曲线的形状中的至少一个来提供与电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个需要维护或更换的指示。所述曲线可以例如基于至少一个电压平衡单元在不同时间点或在不同时间段期间被激活或已被激活的多个时间值之间的插值来确定。

每个电压平衡单元可以在激活状态(即，其被激活的状态)与非激活状态(即，其未被激活的状态)之间切换。至少一个控制和/或处理单元可以替代性地被称为至少一个处理器。能量储存单元中的每一个或任一个可以替代性地被称为能量储存单体。每一个或任一个电压平衡单元可以替代性地被称为电压平衡电路。

每一个或任一个电压平衡单元可以例如包括一个或多个所谓的泄放电阻或泄放电路。如前所述的降低能量储存单元的电压可以例如通过(多个)电压平衡单元的(多个)泄放电阻/(多个)泄放电路来执行。因此，每一个或任一个电压平衡单元可以被配置为通过可以包括在电压平衡单元中的一个或多个泄放电阻或泄放电路来降低与电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个的电压。然而，可以设想，如前所述的降低能量储存单元的电压可以替代性地或另外地通过除泄放电阻或泄放电路之外的其他方式来执行。

根据本发明的第二方面的方法可以包括在与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过所述阈值电压电平时，激活所述至少一个电压平衡单元或使所述至少一个电压平衡单元保持激活，并且在与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元的电压均未超过所述阈值电压电平时取消激活或不激活所述至少一个电压平衡单元。

根据本发明的第二方面的方法可以包括在与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过所述阈值电压电平时，激活所述至少一个电压平衡单元或使所述至少一个电压平衡单元保持激活，并且如果与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元的电压均未超过所述阈值电压电平，则：在与所述至少一个平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压处于低于所述阈值电压电平的选定电压范围内时使所述至少一个电压平衡单元保持激活或激活所述至少一个电压平衡单元，否则取消激活或不激活所述至少一个电压平衡单元。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序。所述计算机程序包括指令，所述指令当由包括在控制和/或处理单元中的或构成所述控制和/或处理单元的一个或多个处理器执行时使所述控制和/或处理单元执行根据本发明的第二方面的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种处理器可读介质。所述处理器可读介质上加载有计算机程序，其中，所述计算机程序包括指令，所述指令当由包括在控制和/或处理单元中的或构成所述控制和/或处理单元的一个或多个处理器执行时使所述控制和/或处理单元执行根据本发明的第二方面的方法。

(多个)控制和/或处理单元中的每一个或任一个可以例如包括任何适合的中央处理单元(CPU)、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或其任何组合，或者由其构成。(多个)控制和/或处理单元中的每一个或任一个可以可选地能够执行存储在例如存储器形式的计算机程序产品中的软件指令。存储器可以例如是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任何组合。存储器可以包括持久性存储装置，所述持久性存储装置例如可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器或远程安装存储器、或其任何组合。

一个或多个处理器中的每一个或任一个可以例如包括CPU、微控制器、DSP、ASIC、FPGA等或其任何组合。

处理器可读介质可以例如包括数字多功能光盘(DVD)或软盘、或任何其他合适类型的处理器可读装置或处理器可读(数字)介质，比如但不限于存储器(例如，非易失性存储器)、硬盘驱动器、光盘(CD)、闪速存储器、磁带、通用串行总线(USB)存储器装置、Zip驱动器等。

下面通过示例性实施例来描述本发明的进一步目的和优点。注意，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。当研究所附权利要求和本文描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，可以组合本发明的不同特征以产生除本文所描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。

图1和图2分别是根据本发明的实施例的系统的示意图。

图3和图4分别是图示了根据本发明的实施例的方法的示意性流程图。

所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且总体上仅示出了阐明本发明的实施例所必需的部分，其中，可以省略或仅仅暗示其他部分。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图对本发明进行描述，在附图中，示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文阐述的本发明的实施例；相反，这些实施例是通过示例的方式提供的，使得本公开将向本领域技术人员传达本发明的范围。

图1是根据本发明的实施例的系统10的示意图。系统10包括多个能量储存单元1。每个能量储存单元1能够选择性地以供应给能量储存单元1的电能进行充电，并对储存在能量储存单元中1的电能进行放电。因此，能量储存单元1可以被称为电能储存单元。应理解，图1中所图示的能量储存单元1的数量是示例性的，并且系统10可以包括比图1所示更少或更多的能量储存单元。系统10原则上可以包括任何数量的能量储存单元，比如数十或数百个能量储存单元或甚至更多。

如图1所图示的，多个能量储存单元1可以串联连接。如图1所图示的串联连接的能量储存单元可以被称为能量储存单元串。然而，应理解，多个能量储存单元1可以以其他某种方式互连。

如图1中能量储存单元1上的标记所指示的，能量储存单元1中的每一个或任一个可以包括一个电容器(或若干电容器)。(多个)电容器可以例如包括一个或多个所谓的超级电容器，其也可以被称为超电容器。然而，应理解，能量储存单元不一定包括电容器，并且可以构思另一种或其他类型的能量储存单元。例如，替代性地或另外地，能量储存单元1中的每一个或任一个可以包括一个或多个电池。

系统10包括至少一个感测单元，在图1中示意性地指示为7。至少一个感测单元7被配置为(例如，至少)感测能量储存单元1中的每一个能量储存单元的电压。例如，至少一个感测单元7可以被配置为针对能量储存单元1中的每一个感测能量储存单元1的任一个电容器和/或电池两端的电压。至少一个感测单元7可以包括一个或多个子单元，其中每个子单元可以被配置为感测能量储存单元1中的一个或多个的电压。例如，在系统10中可以有相等数量的能量储存单元和子单元，其中每个子单元可以被配置为感测能量储存单元中的相应一个的电压。可能地，至少一个感测单元7可以被配置为感测电能储存单元1的除电压以外的一个或多个电气参数。

每个能量储存单元1可以与阈值电压电平相关联。所述阈值电压电平可以是固定的，也可以变化。例如，对于每个能量储存单元1，阈值电压可以变化，并且可以包括能量储存单元1的电压与能量储存单元1的电压的平均电压(例如，所有能量储存单元1的电压的平均电压)之间的差或由其构成。根据另一个示例，对于每个能量储存单元1，阈值电压可以是固定的，并且可以包括能量储存单元1的电压的电压上限或由该电压上限构成。能量储存单元1的电压的电压上限可以例如是标称电压电平，所述标称电压电平被设置为使得当能量储存单元1的电压未超过标称电压电平时，仅能预计能量储存单元1运转良好，或者预计能量储存单元1未发生过早老化。能量储存单元1的电压的电压上限可以例如由能量储存单元1的供应商或制造商来设置或提供。

根据图1所图示的本发明的实施例，系统10包括多个电压平衡单元2，其中每个电压平衡单元2与能量储存单元1中的相应一个相关联。应理解，图1中所图示的电压平衡单元2的数量是示例性的，并且系统10可以包括比图1所示更少或更多的电压平衡单元2。

通常，系统10可以包括至少一个电压平衡单元，其中每个电压平衡单元与能量储存单元1中的至少一个相关联。至少一个电压平衡单元可以连接到能量储存单元1，并且当被激活时被配置为在与至少一个电压平衡单元相关联的能量储存单元1中的至少一个的电压超过阈值电压电平的条件下降低能量储存单元1中电压超过阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。

根据图1所图示的本发明的实施例，每个电压平衡单元2当被激活时被配置为在与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1的电压超过(能量储存单元2)的阈值电压电平的条件下降低能量储存单元1的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。

降低能量储存单元1的电压可以例如通过(多个)电压平衡单元2的(多个)泄放电阻/(多个)泄放电路来执行。例如，并且进一步根据图1所图示的本发明的实施例，每个电压平衡单元2可以包括开关4、泄放电阻3和控制单元5。如图1所图示的，开关4和泄放电阻3可以串联连接，并且串联连接的开关4和泄放电阻3可以并联连接到与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1。控制单元5可以与开关4通信地耦接，并且可以被配置为控制开关4的操作，例如以便选择性地控制开关4在断开或不导电状态(在断开或不导电状态下，没有或基本上没有电流传导通过开关4)与闭合或导电状态(在闭合或导电状态下，电流传导通过开关4)之间进行切换。尽管在图1中指示了电压平衡单元2中的每一个的控制单元5与开关4之间的有线通信耦接，但应理解，电压平衡单元2中的每一个或任一个中的控制单元5和开关4可以使用任何有线和/或无线通信方式通信地耦接。应理解，如前所述的降低能量储存单元1的电压可以替代性地或另外地通过除泄放电阻或泄放电路以外的其他方式来执行。

系统10包括控制和/或处理单元6。控制和/或处理单元6可以被称为能量储存管理单元。系统10可以包括多于一个控制和/或处理单元。通常，控制和/或处理单元6可以被配置为在至少一个电压平衡单元被激活并且与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1中的至少一个能量储存单元的电压超过阈值电压电平时，监测至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的时间量。所述监测可以例如通过对至少一个电压平衡单元被激活或已被激活的时间量进行积分或求和来执行。

根据图1所图示的本发明的实施例，控制和/或处理单元6被配置为：对于电压平衡单元2中的每个电压平衡单元，在电压平衡单元2被激活并且与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1的电压超过(该能量储存单元2)的阈值电压电平时监测电压平衡单元2被激活或已被激活期间的时间量。

通常，控制和/或处理单元6可以被配置为：对于每个电压平衡单元2，至少基于确定电压平衡单元2已被激活的时间量超过阈值时间量来提供与电压平衡单元2相关联的能量储存单元中的至少一个能量储存单元需要维护或更换的指示。

根据图1所图示的本发明的实施例，每个电压平衡单元2与能量储存单元1中的相应一个相关联。控制和/或处理单元6可以被配置为：对于每个电压平衡单元2，至少基于确定电压平衡单元2已被激活的时间量超过阈值时间量来提供与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1需要维护或更换的指示。如前所述，阈值时间量可以是固定时间段。然而，这不是必需的，并且阈值时间量可以不是固定时间段。

至少一个感测单元7可以与控制和/或处理单元6通信地耦接。尽管在图1中指示了至少一个感测单元7与控制和/或处理单元6之间的有线通信耦接，但应理解，至少一个感测单元7与控制和/或处理单元6可以使用任何有线和/或无线通信方式通信地耦接。

可能地，可以省略电压平衡单元2的控制单元5。在这种情况下，电压平衡单元2的开关4可以与控制和/或处理单元6通信地耦接(例如，直接通信地耦接)，并且控制和/或处理单元6可以被配置为(例如，单独地)控制开关4的操作。

如所提到的，控制和/或处理单元6可以被配置为在与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1中的至少一个的电压超过阈值电压电平并且至少一个电压平衡单元被激活时监测至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的时间量。

根据一种控制方案，控制和/或处理单元6通常可以被配置为在与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1中的至少一个能量储存单元的电压超过阈值电压电平时，激活所述至少一个电压平衡单元或使所述至少一个电压平衡单元保持激活，并且在与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1的电压均未超过阈值电压电平时，取消激活或不激活所述至少一个电压平衡单元。根据图1所图示的本发明的实施例，控制和/或处理单元6可以被配置为：对于每个电压平衡单元2，在与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1的电压超过阈值电压电平时激活电压平衡单元2或使电压平衡单元2保持激活，并且在与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1的电压未超过阈值电压电平时取消激活或不激活电压平衡单元2。下文将参考图3对该控制方案进行进一步描述。

根据另一控制方案，控制和/或处理单元6通常可以被配置为在与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1中的至少一个的电压超过阈值电压电平时激活所述至少一个电压平衡单元或使所述至少一个电压平衡单元保持激活。控制和/或处理单元6通常可以进一步被配置为：如果与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1的电压均未超过阈值电压电平，则：在与所述至少一个平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1中的至少一个能量储存单元的电压处于低于阈值电压电平的选定电压范围内(例如，处于紧接在阈值电压电平之下的选定电压范围内)时激活所述至少一个电压平衡单元，否则不激活所述至少一个电压平衡单元。根据图1所图示的本发明的实施例，控制和/或处理单元6可以被配置为：对于每个电压平衡单元2，在与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元1中的至少一个的电压超过阈值电压电平时激活所述至少一个电压平衡单元或使所述至少一个电压平衡单元保持激活。控制和/或处理单元6可以进一步被配置为：对于每个电压平衡单元2，如果与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1的电压未超过阈值电压电平，则：在与电压平衡单元2相关联的能量储存单元1中的至少一个的电压处于低于阈值电压电平的选定电压范围内时激活电压平衡单元2，否则不激活电压平衡单元2。下文将参考图4对该控制方案进行进一步描述。

如前所述，根据图1所图示的本发明的实施例，每个电压平衡单元2与能量储存单元1中的相应一个相关联。然而，不要求电压平衡单元2仅与一个能量储存单元1相关联。可能地，一个电压平衡单元2可以与若干能量储存单元1相关联。下文将参考图2对这方面的示例进行描述。通常，(多个)电压平衡单元中的一个可以与能量储存单元1的集合相关联，所述能量储存单元的集合包括多个能量储存单元1中的至少两个。(多个)电压平衡单元中的一个可以被配置为当被激活时并且在能量储存单元1的集合中的至少一个能量储存单元1的电压超过阈值电压电平的条件下降低能量储存单元1的集合中电压超过阈值电压电平的(多个)能量储存单元1的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。控制和/或处理单元6可以被配置为在(多个)电压平衡单元中的一个被激活并且能量储存单元1的集合中的至少一个能量储存单元1的电压超过阈值电压电平时监测(多个)电压平衡单元中的所述一个被激活或已被激活的时间量。进一步，控制和/或处理单元6可以被配置为至少基于确定(多个)电压平衡单元中的所述一个已被激活的时间量超过阈值时间量来提供(例如，生成)能量储存单元1的集合中的能量储存单元1各自需要更换的指示(例如，信号)。

图2是根据本发明的实施例的系统10的示意图。图2中所图示的系统10与图1中所图示的系统10相似，并且图1和图2中相同的附图标记表示具有相同或相似功能的相同或相似部件。然而，与图1中所图示的系统10相比，图2中所图示的系统10包括与若干能量储存单元1相关联的电压平衡单元8。根据图2所图示的本发明的实施例，电压平衡单元8与包括两个能量储存单元1的能量储存单元1的集合相关联。然而，电压平衡单元8原则上可以与系统10中可以包括的任何数量的能量储存单元1相关联。因此，能量储存单元1的集合原则上可以包括系统10中可以包括的任何数量的能量储存单元1。图2中所图示的系统10可以包括至少三个能量储存单元1。

根据图2所图示的本发明的实施例，电压平衡单元8被配置为当被激活时并且在能量储存单元1的集合中的至少一个能量储存单元1的电压超过阈值电压电平的条件下降低能量储存单元1的集合中电压超过阈值电压电平的(多个)能量储存单元1的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。控制和/或处理单元6被配置为在电压平衡单元8被激活并且能量储存单元1的集合中的至少一个能量储存单元1的电压超过阈值电压电平时监测电压平衡单元8被激活或已被激活的时间量。控制和/或处理单元6可以被配置为至少基于电压平衡单元8已被激活的时间量来提供能量储存单元1的集合中的能量储存单元1各自需要更换的指示。例如，控制和/或处理单元6可以被配置为至少基于确定电压平衡单元8已被激活的时间量超过阈值时间量来提供能量储存单元1的集合中的能量储存单元1各自需要更换的指示。

图3是图示了根据本发明的实施例的系统中的方法20的示意性流程图。图4是图示了根据本发明的另一实施例的系统中的方法30的示意性流程图。在图3和图4分别图示的方法20和方法30中，所述系统包括多个能量储存单元。每个能量储存单元能够选择性地以供应给能量储存单元的电能进行充电，并对储存在能量储存单元中的电能进行放电。每个能量储存单元与阈值电压电平相关联。所述系统进一步包括至少一个电压平衡单元。每个电压平衡单元与能量储存单元中的至少一个相关联。至少一个电压平衡单元连接到能量储存单元。至少一个电压平衡单元当被激活时被配置为在能量储存单元中的与至少一个电压平衡单元相关联的至少一个能量储存单元的电压超过阈值电压电平的条件下降低能量储存单元中电压超过阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。

参考图3所图示的方法20，在21处检查与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压是否超过阈值电压电平。如果与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过阈值电压电平，则方法前进到22，在此处，使所述至少一个电压平衡单元保持激活(前提是所述至少一个电压平衡单元目前已激活)或激活所述至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前未激活)。至少一个电压平衡单元降低了能量储存单元中电压超过阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。随后，在23处，监测至少一个电压平衡单元被激活或已被激活的时间量。

方法20进一步包括在24处对于每个电压平衡单元检查电压平衡单元已被激活的时间量是否超过阈值时间量。

如果对于任一个电压平衡单元情况都是如此，则在25处，对于(多个)电压平衡单元中的每一个，至少基于确定电压平衡单元已被激活的时间量超过阈值时间量来提供与电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个能量储存单元需要维护或更换的指示。

如果电压平衡单元已被激活的时间量对于任一个电压平衡单元而言都未超过阈值时间量，则方法20返回到21。

如果在21处确定与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元的电压均未超过阈值电压电平，则在26处取消激活所述至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前已激活)或不激活所述至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前未激活)。然后方法20返回到21。

参考图4所图示的方法30，在31处检查与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压是否超过阈值电压电平。如果与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过阈值电压电平，则方法前进到32，在此处，如果至少一个电压平衡单元被激活，则监测至少一个电压平衡单元被激活或已被激活的时间量。至少一个电压平衡单元降低了能量储存单元中电压超过阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使其等于或小于阈值电压电平。

方法30进一步包括在33处对于每个电压平衡单元检查电压平衡单元已被激活的时间量是否超过阈值时间量。

如果对于任一个电压平衡单元情况都是如此，则在34处，对于(多个)电压平衡单元中的每一个，至少基于确定电压平衡单元已被激活的时间量超过阈值时间量来提供与电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个需要维护或更换的指示。然后方法30前进到35，在此处，激活至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前未激活)或使所述至少一个电压平衡单元保持激活(前提是所述至少一个电压平衡单元目前已激活)。基于以上所述，这是在与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个的电压超过阈值电压电平(这是在31处检查到的)时执行的。

如果基于在33处的检查确定对于任一个电压平衡单元，电压平衡单元已被激活的时间量均未超过阈值时间量，则方法30前进到35，而不执行操作34。

如果基于在31处的检查确定与至少一个电压平衡单元相关联的(多个)能量储存单元的电压均未超过阈值电压电平，则方法30前进到36，在此处，检查与至少一个平衡单元相关联的(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压是否处于低于阈值电压电平的选定电压范围内。如果是这种情况，则方法30前进到35，在此处，如前所述，激活至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前未激活)或使所述至少一个电压平衡单元保持激活(前提是所述至少一个电压平衡单元目前已激活)。然后方法30返回到31。

如果基于在36处的检查确定与至少一个平衡单元相关联的(多个)能量储存单元的电压均未处于低于阈值电压电平的选定电压范围内，则方法30前进到37，在此处，取消激活所述至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前已激活)或不激活所述至少一个电压平衡单元(前提是所述至少一个电压平衡单元目前未激活)。然后方法30返回到31。

最后，公开了一种系统，所述系统包括多个能量储存单元和至少一个电压平衡单元。每个电压平衡单元与能量储存单元中的至少一个相关联。所述至少一个电压平衡单元连接到能量储存单元，并且当被激活时被配置为在与所述至少一个电压平衡单元相关联的能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过阈值电压电平的条件下降低所述能量储存单元中电压超过所述阈值电压电平的至少一个(多个)能量储存单元的电压，以使该电压等于或小于所述阈值电压电平。所述系统包括至少一个控制和/或处理单元，所述至少一个控制和/或处理单元被配置为在所述至少一个电压平衡单元被激活并且与所述至少一个电压平衡单元相关联的所述(多个)能量储存单元中的至少一个能量储存单元的电压超过所述阈值电压电平时监测所述至少一个电压平衡单元被激活或已被激活期间的时间量。

尽管本发明已经在附图和前面的描述中进行了说明，但是这样的说明被认为是说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过对附图、本公开和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实施所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在所附权利要求中，词语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一(a或an)”并不排除复数。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的简单事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。